Dolování z grafů pro podporu výuky

Bc. Karel Vaculík

Diplomová práce

Graph mining for technology-enhanced learning

Anotace:

Úlohy konstrukčního typu se často dají reprezentovat pomocí grafů. Příkladem takových úloh jsou rezoluční důkazy, které mají dokonce stromovou strukturu. Při hledání zajímavých znalostí o řešení těchto důkazů je možné využít algoritmy pro dolování z grafů či stromů. V této práci je nejdříve uveden přehled metod pro dolování ze stromů. Poté je představen nový systém pro dolování na tomto typu dat. Tento systém umožňuje předzpracovat určitý formát rezolučních důkazů, dále na těchto datech vyhledat časté vzory a ty několika způsoby transformovat. Získané časté vzory se poté použijí pro vytvoření klasifikátoru pro rozlišení správných a chybných rezolučních důkazů. Pomocí systému lze též vizualizovat výsledky rozhodovacího stromu nebo časté vzory na stromech. Vytvořený systém byl ověřen na reálných datech z kursu Úvod do logiky a dosáhl celkové správnosti 97,5 %.

Abstract:

Construction tasks can often be represented as graphs. Examples of such tasks are resolution proofs which have a tree structure. When searching for interesting knowledge about the solutions of such proofs, algorithms for graph and tree mining can be used. This thesis first provides an overview of methods for tree mining. Then, a new system for mining tree data is introduced. This system allows a user to preprocess a particular form of resolution proofs, search for frequent patterns on this data and transform discovered patterns in several ways. Discovered patterns can also be used for building a classifier to distinguish correct and incorrect resolution proofs. Furthermore, it is possible to visualize a decision tree or patterns within a particular tree using the created system. Finally, the system was tested on real dataset from the course Introduction to Logic and it achieved overall accuracy of 97.5%.

Klíčová slova

Dolování z výukových dat, dolování z grafů, strojové učení, klasifikace, vizualizace stromů

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 27. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 6. 2013
• Vedoucí: doc. RNDr. Lubomír Popelínský, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Petr Kosina, Ph.D.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Informatika / Umělá inteligence a zpracování přirozeného jazyka